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CRISPR-Cas9 Gene Editing TechnologyCRISPR-Cas9基因编辑技术 CRISPR-Cas9概述01CRISPR-Cas9原理02CRISPR-Cas9应用03CRISPR-Cas9前景04CONTENTS目录Prospects of CRISPR-Cas9Application of CRISPR-Cas9Principle of CRISPR-Cas9Summary of CRISPR-Cas9 基因编辑基因编辑（gene editing）：是指对基因组进行定点修饰的一项新技术，可以精确地定位到基因组的某一位点上，在这位点上可以进行特定DNA片段的插入，缺失，修改和替换定向编辑分子剪刀同源重组靶向突变技术基因定点修饰是研究基因功能及人类遗传性疾病治疗的重要手段 基因编辑原理Adli M. Nat Commun. (2018) 三大基因编辑技术锌指核酸酶（Zinc-finger nuclease, ZFN）又名锌指蛋白核酸酶（ZFPN）转录激活样效应因子核酸酶（transcription activator-like effector nuclease, TALEN）规律间隔成簇短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) CRISPR相关基因（CRISPR-associated gene, Cas gene） 三大基因编辑技术优缺比较TALEN、ZFN定向打靶都依赖于DNA序列特异性结合蛋白模块的合成Hongmei Lisa Li, Takao Nakano, and Akitsu Hotta. (2014) 繁琐费时更高效的基因定点修饰技术！ Summary of CRISPR-Cas9CRISPR-Cas9概述01 CRISPR-Cas发展历史与杰出科学家George ChurchEmmanuelle Charpentier(左) Jennifer Doudna(右)张锋 CRISPR-Cas概述系统元件向导RNA（guide RNA)由两部分组成：CRISPR RNA(crRNA) 42nt反式作用CRISPR RNA(transacting CRISPR RNA, tracrRNA) 75ntCRISPR/Cas系统：CRISPR：Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats成簇的、规律间隔的短回文重复序列 由重复序列（repeat）与间隔序列（spacer）相间排列组成。 Cas：CRISPR相关基因（CRISPR-associated gene, Cas gene），这些基因编码的蛋白具有核酸酶活性的功能域，可以对DNA序列进行特异性的切割。 Principle of CRISPR-Cas9CRISPR-Cas9原理02 CRISPR-Cas9技术原理 1.外源DNA俘获(Adaptation)：CRISPR系统整合酶Cas1-Cas2复合物捕捉外源入侵DNA序列（如图中的噬菌体），再将其整合到CRISPR Array当中去。2.crRNA合成(crRNA Maturation)： CRISPR Array会被转录为RNA序列（pre-RNA），经过相关的Cas蛋白加工成为较短的、成熟的指引RNA（guide RNA）序列，再与效应器（Cas9, Cas12, Cas12, Cascade等）结合成为具有靶向功能的效应器复合物。3.靶向干扰(interference):当存在与guide RNA相同序列的外源性DNA再次入侵时，效应器会立刻启动靶向，从而对入侵物进行切割清除。CRISPR-Cas9技术原理Hille, F. et al. Cell (2017) Application of CRISPR-Cas9CRISPR-Cas9应用03 CRISPR-Cas9应用您的内容打在里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。标题文字标题文字您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。基础基因编辑01功能基因组筛选0203Application of CRISPR-Cas9基因治疗 Basic gene editing基础基因编辑基因敲除中国科学院动物研究所周琪研究员利用CRISPR-Cas技术在大鼠中实现了多基因同步敲除；而怀特海德研究所的 Jaenisch利用CRISPR-Cas技术构建了条件敲除的小鼠转基因模型；基因突变与替换北京大学生命科学学院的瞿礼嘉教授课题组利用CRISPR-Cas系统成 功地实现了对水稻特定基因的定点突变；埃德特生物，联合美国